CN202329215U - 一种高温电阻炉的引电***结构 - Google Patents

一种高温电阻炉的引电***结构 Download PDF

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谢英姿
侯卫权
肖志超
苏君明
赵大明
胡振英
李睿
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Abstract

本实用新型公开了一种高温电阻炉的引电***结构，包括电极头、电极底座和引电体，所述电极头的下部设置有锥形孔，所述电极底座的上端位于所述锥形孔内且与锥形孔通过锥面配合连接，所述电极底座的下部设置有螺纹孔，所述引电体的上端位于所述螺纹孔内且与电极底座螺纹连接；所述引电体的上端与所述螺纹孔的底部之间的距离L1为30mm-50mm，所述电极底座的上端与所述锥形孔的底部之间的距离L2为160mm-200mm，所述锥形孔内填充有炭毡。本实用新型结构简单、设计合理且使用方便，同时更换元件方便，不易出现打弧现象，导热量小，使用安全可靠。

Description

一种高温电阻炉的引电***结构
技术领域
本实用新型属于炭/炭复合材料制备技术领域，尤其是涉及一种高温电阻炉的引电***结构。
背景技术
炭/炭复合材料作为新型高科技材料，是唯一可以在高温环境下工作的材料，因其优异的综合性能被广泛用于航空、航天及其它工业领域。近几年随着太阳能级晶体硅产业的蓬勃发展，炭/炭复合材料又成为晶体硅生产设备中必备的热场材料，其需求量急剧增加，产品亦向大尺寸发展。
高温处理炉(包括电阻炉和感应炉)是制备炭/炭复合材料必备的设备之一，随着炭/炭复合材料尺寸的增大，高温处理炉设备尺寸也不断增加。炭/炭复合材料高温处理温度在1400℃-2400℃之间，其加热方式一般为石墨感应加热，要求加热器与感应线圈都为闭合环状，为了防止加热炉壳产生安全隐患，加热器和感应线圈均要与加热炉壳有较大的距离，这样使得适用于大尺寸炭/炭复合材料生产的高温处理炉占地大，而且相应要求整体环状石墨加热器尺寸增加。但是目前国内外厂家难以提供大尺寸整体石墨材料作为感应高温炉加热器，限制了高温处理炉炉腔尺寸，难以满足大尺寸炭/炭复合材料的生产。
为了满足大尺寸炭/炭复合材料制品的生产，越来越多的企业开始着手大型高温电阻炉的研制工作。目前常见的使用温度超过1600℃的大型高温电阻炉，其加热***是由引电***和加热元件组成，引电***结构对整个设备加热***的使用至关重要。
目前高温电阻炉以下一些问题：(1)石墨导热系数大，炉温较高时引电体与石墨电极连接处温度较高，容易导致引电体烧损；(2)引电体绝缘套与石墨电极的距离较短，导致绝缘套处温度较高，使绝缘套因炭化而破坏其绝缘效果；(3)引电体的密封大多采用螺母压紧轴向密封，或端面密封与轴向密封结合的方式。螺母压紧轴向密封方式由于受压不均匀，容易出现漏气现象；端面密封与轴向密封结合的方式虽然密封效果较好，但安装操作繁琐，容易出现端面密封圈没有装好而导致的漏气现象。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种高温电阻炉的引电***结构，其结构简单、设计合理且使用方便，同时更换元件方便，不易出现打弧现象，导热量小，使用安全可靠。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：包括电极头、电极底座和引电体，所述电极头的下部设置有锥形孔，所述电极底座的上端位于所述锥形孔内且与锥形孔通过锥面配合连接，所述电极底座的下部设置有螺纹孔，所述引电体的上端位于所述螺纹孔内且与电极底座螺纹连接；所述引电体的上端与所述螺纹孔的底部之间的距离L1为30mm-50mm，所述电极底座的上端与所述锥形孔的底部之间的距离L2为160mm-200mm，所述锥形孔内填充有炭毡。
上述的一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：所述电极头外套有炭毡，所述炭毡与电极头之间设置有石墨套管和耐高温填料，所述石墨套管设置在耐高温填料外。
上述的一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：所述耐高温填料的厚度为25mm。
上述的一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：所述耐高温填料为Al2O3粉末或MgO粉末。
上述的一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：所述引电体上设置有上台阶和下台阶，所述上台阶的上端面与电极底座的下端面贴合，所述下台阶的下端面上设置有绝缘套；所述引电体外设置有隔热套，所述隔热套下端设置有套在引电体外的压板，所述引电体外还套有压环，所述压环与绝缘套之间设置有密封圈和垫圈，所述压板通过螺栓将密封圈和垫圈压紧。
上述的一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：所述上台阶的上端面与下台阶的下端面之间的距离L3为100mm-120mm。
上述的一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：所述隔热套为硅酸铝纤维隔热套。
上述的一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：所述电极底座外套有瓷套，所述瓷套外套有硅酸铝毡，所述硅酸铝毡位于炭毡与炉体之间。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、结构简单、设计合理且使用方便。
2、电极底座具有与引电体和加热元件接触好，不易出现打弧，导热量小的优点；引电***于炉体外部，环境温度低，使用环境比较安全。
3、绝缘套与电极底座隔开一段距离，并在中间加上隔热套，可防止电极头的热辐射到绝缘套上，避免出现绝缘套烧损而导致绝缘降低的问题。
4、炉内部分采用石墨套管和耐高温填充料与隔离炭毡，可起到绝缘隔热效果，避免炉内高温辐射到底部保温层。
5、引电体密封圈采用压板压紧，可以保证密封圈受压均匀，不易出现漏气现象，本引电***结构可用于以石墨(炭/炭复合材料)为加热元件的大尺寸高温电阻炉加热***，且用于加热温度超过1600℃的引电***结构。
下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型安装在炉体上的结构示意图。
附图标记说明：
1-电极头；        2-耐高温填料；        3-石墨套管；
4-炭毡；          5-电极底座；          6-硅酸铝毡；
7-瓷套；          8-隔热套；            9-绝缘套；
10-密封圈；       11-压板；             12-引电体；
13-压环；         14-螺栓；             15-垫圈；
16-炉体；         17-炭毡。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括电极头1、电极底座5和引电体12，所述电极头1的下部设置有锥形孔，所述电极底座5的上端位于所述锥形孔内且与锥形孔通过锥面配合连接，所述电极底座5的下部设置有螺纹孔，所述引电体12的上端位于所述螺纹孔内且与电极底座5螺纹连接；所述引电体12的上端与所述螺纹孔的底部之间的距离L1为30mm-50mm，所述电极底座5的上端与所述锥形孔的底部之间的距离L2为160mm-200mm，所述锥形孔内填充有炭毡17。实际制作时，锥形孔可加工成长180mm，其内填充的炭毡17可降低石墨传导的热量。
如图1所示，所述电极头1外套有炭毡4，所述炭毡4与电极头1之间设置有石墨套管3和耐高温填料2，所述石墨套管3设置在耐高温填料2外。本实施例中，所述耐高温填料2的厚度为25mm；所述耐高温填料2为Al2O3粉末或MgO粉末。由于炭毡4与电极头1之间设置有石墨套管3和耐高温填料2，且耐高温填料2为耐高温又不导电的Al2O3粉末或MgO粉末，因此可用于使用温度超过1600℃的电阻炉内，既可以绝缘，也可防止炉内热量辐射到底部硅酸铝毡6，造成硅酸铝毡6烧损。
如图1所示，所述引电体12上设置有上台阶和下台阶，所述上台阶的上端面与电极底座5的下端面贴合，所述下台阶的下端面上设置有绝缘套9；所述引电体12外设置有隔热套8，所述隔热套8下端设置有套在引电体12外的压板11，所述引电体12外还套有压环13，所述压环13与绝缘套9之间设置有密封圈10和垫圈15，所述压板11通过螺栓14将密封圈10和垫圈15压紧。本实施例中，所述上台阶的上端面与下台阶的下端面之间的距离L3为100mm-120mm；所述隔热套8为硅酸铝纤维隔热套。其中，上台阶的上端面与电极底座5的下端面贴合，增大到电面积，下台阶的下端面落在绝艳套9上，分别用于引电体12的绝缘、定位；通过两台阶将石墨底座5与绝缘套9隔开一段距离，可避免因石墨底座5温度过高导致绝缘套9烧损，破坏绝缘套9的绝缘效果；引电体12和绝缘套9外加一个用硅酸铝纤维制作的隔热套8，可有效防止石墨底座5的热量传导到绝缘套9和密封圈10处，可有效保护这些零件。总之，引电体12上加工成的上下两个台阶面，可以在不影响引电体12的冷却效果的情况下，获得更好使用的效果。另外，采用4个螺栓14压紧压板，使压环13将密封圈10压紧，这种压紧密封圈10的方法，可以保证密封圈10受压均匀，不易出现漏气现象，使操作更简单。
如图1所示，所述电极底座5外套有瓷套7，所述瓷套7外套有硅酸铝毡6，所述硅酸铝毡6位于炭毡4与炉体16之间。
本实用新型中，电极头1用于连接发热元件，其下端通过锥面与石墨底座5连接，从而保证了连接处有较大的接触面积，而且锥面连接方式不存在方向性问题，可以满足加热元件安装有方向要求的加热***使用。石墨底座5通过螺纹与引电体12连接，并保证石墨底座5的螺纹部分长度比引电体12螺纹部分长，使石墨底座5与引电体12端面完全接触，具有连接可靠，接触面积大的特点；同时由于引电体12的上端与螺纹孔的底部之间的距离L1为30mm-50mm，因此可以避免石墨底座5与引电体12上端面距离过近而出现放电现象，同时还能减少石墨电极传导到引电体12的热量，避免因温度过高导致引电体2烧损的问题，适合使用温度超过1600℃的以石墨(炭/炭复合材料)为加热元件的电阻炉。另外，石墨底座5与引电体12通过螺纹连接，与电极头1通过锥面连接，当使用中出现破损，可只更换其中的损坏件，在一定程度上可以节约制造成本。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：包括电极头(1)、电极底座(5)和引电体(12)，所述电极头(1)的下部设置有锥形孔，所述电极底座(5)的上端位于所述锥形孔内且与锥形孔通过锥面配合连接，所述电极底座(5)的下部设置有螺纹孔，所述引电体(12)的上端位于所述螺纹孔内且与电极底座(5)螺纹连接；所述引电体(12)的上端与所述螺纹孔的底部之间的距离L1为30mm-50mm，所述电极底座(5)的上端与所述锥形孔的底部之间的距离L2为160mm-200mm，所述锥形孔内填充有炭毡(17)。
2.按照权利要求1所述的一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：所述电极头(1)外套有炭毡(4)，所述炭毡(4)与电极头(1)之间设置有石墨套管(3)和耐高温填料(2)，所述石墨套管(3)设置在耐高温填料(2)外。
3.按照权利要求2所述的一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：所述耐高温填料(2)的厚度为25mm。
4.按照权利要求2所述的一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：所述耐高温填料(2)为Al2O3粉末或MgO粉末。
5.按照权利要求1或2所述的一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：所述引电体(12)上设置有上台阶和下台阶，所述上台阶的上端面与电极底座(5)的下端面贴合，所述下台阶的下端面上设置有绝缘套(9)；所述引电体(12)外设置有隔热套(8)，所述隔热套(8)下端设置有套在引电体(12)外的压板(11)，所述引电体(12)外还套有压环(13)，所述压环(13)与绝缘套(9)之间设置有密封圈(10)和垫圈(15)，所述压板(11)通过螺栓(14)将密封圈(10)和垫圈(15)压紧。
6.按照权利要求5所述的一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：所述上台阶的上端面与下台阶的下端面之间的距离L3为100mm-120mm。
7.按照权利要求5所述的一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：所述隔热套(8)为硅酸铝纤维隔热套。
8.按照权利要求1或2所述的一种高温电阻炉的引电***结构，其特征在于：所述电极底座(5)外套有瓷套(7)，所述瓷套(7)外套有硅酸铝毡(6)，所述硅酸铝毡(6)位于炭毡(4)与炉体(16)之间。
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